显了。和这一现象所对应的是，宏观组织中的初次晶粒得到明显地细化。这就说明了，在 不加的合金.中，作为核心的各种夹杂物的有效性较差，形核需要较大的过冷。一旦形 核，由于液体处于较大的过冷状态，每个核心生长迅速，释放出大量的潜热，液相温度出 现较大幅度的回升，这样便剥夺了晶核周围其它夹杂的形核作用，宏观组织中的初次晶粒 寥寥无几。铈加人钢后，形成铈的氧化物等夹杂，这些夹杂有效性较好，晶核在很小的过 冷度下形成。此时每个晶核生长缓慢，只释放：出少最的潜热，液相温度基本上无回升。随 着温度的下降，这些晶核周围其它夹杂还有条件形核长大，初生晶粒得到明显细化。 (2)推迟了钢的包晶反应 35CrNi钢和20Cr钢在液相析出8-Fe以后，都还有一个包晶反应(L+6=Y)的过程。 从表2中可以看出铈推迟了包晶反应，使得包晶反应在较低的温度下进行。这种趋势随稀 土今量的增加而增大。 铁碳合金中，当包晶反应开始时，Y相一般利用原有的6相作形核基体，在δ-Fc枝晶 表面形核后同时向液相和δ相两个方向长大。包晶反应的进行受到铁、碳原子在不同相扩 散的制约。铈一方面是表面活性元素，在生长的8-F©枝晶表面形成吸附薄膜，另一方铈 在铁中的平衡分配系数K0值很小，它倾向在生长的8-F©枝晶前沿的液相中富集c4),从而 妨碍ò相和液相、8相和Y相之间的原子扩散，延迟包晶反应的开始和进行。 (3)细化等轴树枝晶的结构 实验中发现，伂加入钢中细化了等轴晶的二次枝晶臂。对其作用机理尚不够清楚。一 种可能的原因是，如铈存在于钢液中，在合金一次枝晶轴生长时，铈将富集在固相枝晶前 沿的液相中。铈的富集增加了一次枝晶轴周围液体中的成分过冷，这样有利于枝晶轴侧壁 的二次枝晶向液相中发展。对于二次或高次枝晶轴情况也类似。溶质元素在液相中的富集 程度大，界面前沿液相中的成分过冷程度也大，这样二次或高次枝晶臂将有更多的机会伸 入液体中生长。铈在铁中的平衡分配系数K·值远小于1，所以对细化枝晶结构会有一定的 贡献。 2.铈对枝品偏析的影响 从二种不加铈的低合金钢试样的测定结果来看，合金元素枝晶偏析的倾向由大到小可 分成三组，Mo、V,Cr、Mn、Si,Ni。Philiket等人测定的合金元素在钢中枝晶偏析倾 向由大到小为Mo、Cr、Si、Mn、Nic5.6)。本实验的结果和他们的基本相符。 铈加人钢中，总的趋势是减缓了Cr、Mo、V、Mn、Si、Ni元素的枝晶偏析，减轻的 程度与铈含量成正比。在35CrNi钢中，Mn和Si的枝晶偏析在含铈量较小时变化不大，当 含铈量大于0.08%时，枝晶偏析得到减轻。 为了探讨铈对枝晶偏析的影响，首先从理论上分析影响元素枝晶偏析的各因素。枝晶 偏析是枝晶在生长过程中溶质元素分布不均匀而造成的，Brody和Flemings:将枝晶结构简 化成层片状，在树枝晶臂上取一体积单元，将枝晶臂中心作为单元体的起端，枝晶间中心 为末端，见图7，得出枝晶内部溶质分布的表达式：C7) C,=K,C1-7+k2 (3) 其中，a=Ds:△t2 (4) 58显 了 。 和这一现象所对应的 是 ， 宏观组织 中的初次晶粒得到明显地细 化 。 这就说明了 ， 在 不加 的合价 中 ， 作 为核心 的各种夹杂物的 有效性较 差 ， 形核需要较大的 过 冷 。 一 旦 形 核 ， 由 下液体处于较大的过 冷状态 ， 每个核心 生长迅 速 ， 释放 出大 量的潜热 ， 液相温度 出 现较大幅度 的 回升 ， 这样便 剥夺了 晶核周围 其它 夹 杂的 形核作用 ， 宏观组织 中的初次晶拉 寥容无 几 。 饰 加人钢后 ， 形成柿 的氧化物等 夹杂 ， 这些夹杂有效性 较好 ， 晶核在很 小的过 冷度下形成 。 此 时每个晶核生 长 缓慢 ， 只释放 出少量的潜热 ， 液相温度基本上无 回升 。 随 着温 度的 下降 ， 这些晶核周围 其它夹杂还有条件形核长大 ， 初 生晶粒得到明显细化 。 推迟了钢 的包晶反 应 钢和 钢在液相析 出卜 以 后 ， 都还有一个包晶反 应 各二 的过程 。 从表 中可 以看 出饰推迟 了 包晶反 应 ， 使得 包晶反 应在较低的温度下进行 。 这种趋势随稀 土 含 量的 增加而增大 。 铁 碳合金 中 ， 当包晶反应开始时 ， 丫相一般利用原有的 相 作形核 基 体 ， 在卜 。 枝 晶 表面 形核后 同时向液相和 相两个方向 长大 。 包 晶反应的进行受到铁 、 碳 嗓子在不同 相 扩 散的制约 。 柿一 方面是表面 活性元 素 ， 在 生长的 一 枝晶表面形成 吸附薄 膜， 另 一方 饰 在铁 中的 平衡分配系数 。 值很 小 ， 它倾向在 生长的 一 枝晶前沿 的液相中富集〔 。 ， 从而 妨碍 相和液相 、 各相和丫相之 间 的原 子扩散 ， 延迟 包晶反应的开始和进行 。 细 化等轴树枝 晶的 结构 实验 中发现 ， 饰 加人钢中细化了等轴晶的二次枝晶臂 。 对 其作用机理 尚不够 清楚 。 一 种可能的原因是 ， 如饰 存在于钢 液中 ， 在合 金一次枝晶轴生长 时 ， 饰 将富集 在固 相枝晶前 沿 的 液相中 。 柿 的富集 增加了一次枝晶轴周 围液体 中的成分过 冷 ， 这样有利于枝晶轴侧壁 的 二 次枝 晶向液相中发展 。 对于二次或 高次枝晶轴情况也 类似 。 溶质元素在液相中的富集 程度大 ， 界面前沿 液相中的成 分过 冷程度也大 ， 这样二次或 高次枝晶臂将有更 多的机会伸 人 液体 中生长 。 柿 在铁 中的平衡分配 系数 值远 小于 ， 所以对细化枝晶结构会有一 定的 贡 献 。 肺对枝品偏析的影响 从二种 不加柿 的低合金钢试样的测定 结果来看 ， 合金 元 素枝晶偏析的倾向由大到小可 分成 三组 。 、 ， 、 、 ， 。 扒 等人测定的合金元素在 钢中枝晶 偏 析 倾 向 由大 到 小 为 、 、 、 、 〔 · 〕 。 本 实验的结果和他们的基本相符 。 柿加人钢中 ， 总 的趋 势是减缓了 、 、 、 、 、 元素的枝晶偏析 ， 减轻 的 程度与柿 含量成正 比 。 在 钢中 ， 和 的枝晶偏析在含饰 量较小时变化 不大 ， 当 含饰 大于 时 ， 枝晶偏析得到减轻 。 为了探讨柿对枝晶偏析的 影响 ， 首先从理论上分析影响元素枝晶偏析的各 因素 。 枝 晶 偏析是枝晶在生长过程 中溶质元素分布不均匀而造成 的 ， 和 将枝晶结构简 化成层 片状 ， 在树枝晶臂上取一休 积单元 ， 将枝晶臂中心作 为单元体的起端 ， 枝晶间 中心 为末端 ， 见图 ， 得 出枝晶 内部 溶质分布的表达式 〔 〕 暇 。 · 〔卜 犷干贵 蔺〕一 一 一 · △， 兵 甲 ，一林一一 尽龟